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一文讀懂氣體熱值分析儀，精準(zhǔn)測(cè)量氣體熱值的關(guān)鍵設(shè)備

來(lái)源：北京泰和聯(lián)創(chuàng)科技有限公司 2025年07月25日 10:26

在能源領(lǐng)域，無(wú)論是燃?xì)獾纳a(chǎn)、供應(yīng)，還是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的燃燒控制，準(zhǔn)確知曉氣體的熱值都至關(guān)重要。氣體熱值分析儀作為精準(zhǔn)測(cè)量氣體熱值的關(guān)鍵設(shè)備，正發(fā)揮著不可替代的作用。本文將帶您全面了解氣體熱值分析儀，深入剖析其原理、類型、應(yīng)用場(chǎng)景及優(yōu)勢(shì)。

一、什么是氣體熱值

熱值，又稱發(fā)熱量，是指單位質(zhì)量（針對(duì)固體或液體）或單位體積（針對(duì)氣體）的燃料燃燒，且燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度（一般為環(huán)境溫度）時(shí)所釋放出來(lái)的熱量。它是衡量燃料質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。以常見(jiàn)的燃?xì)鉃槔?，其主要用途是燃燒加熱，因此燃?xì)鉄嶂凳侨細(xì)夤こ讨胁豢缮俚年P(guān)鍵參數(shù)。在燃?xì)馍a(chǎn)、供應(yīng)以及應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)，都頻繁需要測(cè)量燃?xì)鉄嶂怠?/div>

二、氣體熱值分析儀的工作原理

當(dāng)前，可燃?xì)鉄嶂捣治龇椒ㄖ饕譃橹苯臃ê烷g接法兩大類別。

（一）直接法

1.水流式熱量計(jì)：這是國(guó)內(nèi)較為常見(jiàn)的一種基于傳統(tǒng)燃燒法的直接法燃?xì)鉄嶂禍y(cè)量設(shè)備。其工作原理是利用連續(xù)水流吸收燃?xì)馊紵龝r(shí)產(chǎn)生的熱量，通過(guò)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)流經(jīng)熱量計(jì)的水量以及水流的溫升，來(lái)計(jì)算出燃?xì)獾臏y(cè)試熱值。之后，再把測(cè)試過(guò)程中各類必須考慮的修正值換算至標(biāo)準(zhǔn)狀況下，從而得到燃?xì)鉄嶂担藷嶂当环Q為高位熱值，也叫總熱值或毛熱值。高位熱值減去其中冷凝水量的氣化熱值，便是該燃?xì)獾牡臀粺嶂?。不過(guò)，水流式熱量計(jì)操作繁雜，對(duì)測(cè)量環(huán)境條件要求苛刻，測(cè)量過(guò)程漫長(zhǎng)，受人為因素影響顯著，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)檢測(cè)，難以滿足實(shí)時(shí)分析熱值的需求。

2.燃燒式熱值儀：該儀器運(yùn)用熱平衡原理測(cè)量?jī)魺嶂担瑯訉儆谥苯臃?。其工作過(guò)程為，燃?xì)馀c空氣混合后進(jìn)行燃燒，當(dāng)燃燒溫度隨燃?xì)赓|(zhì)量發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)地調(diào)節(jié)加入冷空氣的量，冷空氣的量與測(cè)量值呈正比關(guān)系，由此便能計(jì)算出凈熱值。燃燒式熱值儀自動(dòng)化程度較高，但被測(cè)樣氣的條件，如樣氣壓力、流量、水分、粉塵等雜質(zhì)，對(duì)測(cè)試結(jié)果影響較大，檢測(cè)結(jié)果存在一定滯后性，當(dāng)熱值波動(dòng)較大時(shí)，燃燒控制無(wú)法及時(shí)提前響應(yīng)控制。并且，該儀器缺乏有效的排放方式，燃燒后產(chǎn)生的廢氣充斥在整個(gè)分析室，影響分析時(shí)的熱平衡，容易導(dǎo)致測(cè)量誤差。總體而言，燃燒法熱值儀能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤氣熱值的連續(xù)自動(dòng)分析，但使用維護(hù)要求較高。

（二）間接法（成分分析法）

1.氣相色譜儀：氣相色譜儀的工作原理是先利用色譜柱將混合氣體分離，隨后依次導(dǎo)入檢測(cè)器，通過(guò)計(jì)算得出各燃?xì)饨M分的含量，進(jìn)而計(jì)算出熱值。由于氣相色譜儀是以分離為基礎(chǔ)的分析技術(shù)，一般多用于實(shí)驗(yàn)室。它需要高純H2作為載氣，對(duì)操作人員的專業(yè)要求也比較高。此外，氣相色譜儀雖然分析精度高，但存在取樣誤差大的問(wèn)題。

2.奧式氣體分析儀：奧式氣體分析儀利用氣體中各組分能被具有不同吸收能力的試劑按順序吸收的特性，對(duì)于不被吸收的剩余氣體組分，加入部分空氣使其爆炸，然后依據(jù)吸收和爆炸前后體積的變化以及生成物的體積量，來(lái)計(jì)算混合氣體各組分的含量，最終計(jì)算出各組分的含量。這種氣體分析裝置測(cè)定值較為準(zhǔn)確，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)和控制要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。然而，其購(gòu)置成本雖低，但運(yùn)行成本高。與其他分析儀相比，奧式氣體分析儀分析過(guò)程耗時(shí)、操作繁瑣、響應(yīng)速度慢、效率低，無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。

3.紅外線氣體分析儀：該儀器基于朗伯一比爾定律的紅外線分析原理，檢測(cè)可燃?xì)庵械腃O、CH4等氣體濃度含量。通過(guò)將每種可燃?xì)怏w的單位發(fā)熱值乘以相應(yīng)組分的體積分?jǐn)?shù)，各氣體乘積之和即為混合氣體的熱值。紅外線氣體分析儀在被測(cè)氣體特征波長(zhǎng)3.3um左右存在吸收干擾。不過(guò)，相較于其他分析方法，紅外線氣體分析儀安裝后可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分析檢測(cè)，避免了人工操作帶來(lái)的誤差，是使用最為簡(jiǎn)便的一種。它還能夠?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行遠(yuǎn)傳，可與各類DCS、PLC等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。

三、氣體熱值分析儀的類型

（一）按測(cè)量原理分類

1.直接測(cè)量型：像前面提到的水流式熱量計(jì)和燃燒式熱值儀，直接通過(guò)燃燒可燃?xì)獾姆绞絹?lái)測(cè)量熱值，這類儀器能較為直觀地獲取燃?xì)馊紵尫诺臒崃?，但在操作便利性、測(cè)量環(huán)境要求以及實(shí)時(shí)性等方面存在一定局限性。

2.間接測(cè)量型：如氣相色譜儀、奧式氣體分析儀和紅外線氣體分析儀等成分分析法儀器，通過(guò)檢測(cè)可燃?xì)飧鱾€(gè)組分的精確濃度含量來(lái)計(jì)算熱值。這類儀器在精度、適用場(chǎng)景以及自動(dòng)化程度等方面各有特點(diǎn)。

（二）按應(yīng)用領(lǐng)域分類

1.工業(yè)用：在工業(yè)生產(chǎn)中，氣體熱值分析儀用于監(jiān)測(cè)燃?xì)獾馁|(zhì)量和燃燒效率，以保障生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行和能源的合理利用。

2.實(shí)驗(yàn)室用：主要用于科研機(jī)構(gòu)、高校實(shí)驗(yàn)室等進(jìn)行氣體成分和熱值的研究分析。對(duì)儀器的精度、功能多樣性以及可操作性要求較高，像氣相色譜儀在實(shí)驗(yàn)室中就常用于對(duì)氣體成分進(jìn)行高精度的分離和分析。

（三）按結(jié)構(gòu)分類

1.開(kāi)管式：結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，樣氣與外界環(huán)境有一定接觸，適用于一些對(duì)測(cè)量環(huán)境要求不高、樣氣性質(zhì)較為穩(wěn)定的場(chǎng)合。

2.閉管式：樣氣在封閉的管道系統(tǒng)中進(jìn)行測(cè)量，能有效減少外界環(huán)境因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾，測(cè)量精度相對(duì)較高，適用于對(duì)測(cè)量精度要求嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)景。

四、氣體熱值分析儀的應(yīng)用場(chǎng)景

（一）能源行業(yè)

1.燃?xì)馍a(chǎn)與供應(yīng)：在燃?xì)馍a(chǎn)廠，通過(guò)氣體熱值分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)出來(lái)的燃?xì)鉄嶂?，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。在燃?xì)廨斔瓦^(guò)程中，也需要對(duì)燃?xì)鉄嶂颠M(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便根據(jù)熱值的變化及時(shí)調(diào)整輸送參數(shù)，保證燃?xì)庠诮K端用戶處能夠正常燃燒，滿足用戶需求。

2.燃煤、燃油監(jiān)測(cè)：對(duì)于燃煤、燃油等能源，氣體熱值分析儀可用于檢測(cè)其燃燒產(chǎn)生氣體的熱值，以此評(píng)估燃料的燃燒效率和質(zhì)量。在火力發(fā)電廠，通過(guò)監(jiān)測(cè)燃燒后廢氣的熱值，可判斷煤炭的燃燒是否充分，進(jìn)而優(yōu)化燃燒過(guò)程，提高發(fā)電效率。

（二）環(huán)保監(jiān)測(cè)

在工業(yè)廢氣排放監(jiān)測(cè)中，氣體熱值分析儀可用于檢測(cè)廢氣中可燃成分的熱值。通過(guò)分析廢氣熱值，能評(píng)估企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的能源利用效率，判斷是否存在能源浪費(fèi)以及廢氣排放是否達(dá)標(biāo)。

（三）化工生產(chǎn)

1.化學(xué)反應(yīng)研究：在化工研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，了解化學(xué)反應(yīng)中涉及的氣體熱值，有助于研究化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)性質(zhì)，為優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供數(shù)據(jù)支持。

2.過(guò)程控制：在化工生產(chǎn)裝置中，氣體熱值分析儀可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程中氣體的熱值變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工藝異常情況。

五、氣體熱值分析儀的優(yōu)勢(shì)

（一）高精度測(cè)量

現(xiàn)代先進(jìn)的氣體熱值分析儀采用了先進(jìn)的傳感技術(shù)、精密的算法以及高質(zhì)量的零部件，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氣體熱值的高精度測(cè)量。

（二）高效率檢測(cè)

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，氣體熱值分析儀的檢測(cè)速度得到了大幅提升。許多儀器能夠在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)氣體樣品的采集、分析和計(jì)算，快速得出氣體的熱值結(jié)果。

（三）操作簡(jiǎn)便

新型的氣體熱值分析儀在設(shè)計(jì)上充分考慮了用戶的操作體驗(yàn)，配備了簡(jiǎn)潔明了的操作界面和智能化的操作系統(tǒng)。用戶只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，即可按照儀器的提示輕松完成各項(xiàng)操作。

（四）安全可靠

在涉及燃?xì)獾纫兹家妆瑲怏w的測(cè)量場(chǎng)景中，氣體熱值分析儀的安全性至關(guān)重要。儀器在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，采用了多重安全防護(hù)措施。同時(shí)，儀器的穩(wěn)定性和可靠性也經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的測(cè)試和驗(yàn)證，能夠在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中保持準(zhǔn)確的測(cè)量性能，減少故障發(fā)生的概率，為生產(chǎn)過(guò)程的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

氣體熱值分析儀作為精準(zhǔn)測(cè)量氣體熱值的關(guān)鍵設(shè)備，在能源、環(huán)保、化工等眾多領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。通過(guò)對(duì)其工作原理、類型、應(yīng)用場(chǎng)景及優(yōu)勢(shì)的全面了解，我們可以看到它在保障能源合理利用、提高生產(chǎn)效率、保護(hù)環(huán)境等方面具有不可替代的價(jià)值。隨著科技的不斷進(jìn)步，氣體熱值分析儀也將持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展，為各行業(yè)的發(fā)展提供更加強(qiáng)有力的支持。

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